專利名稱：金屬化陶瓷基板的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬化陶瓷基板的制造方法。詳細地說，涉及一種能夠形成金屬化圖案的間隔較窄的精細圖案的金屬化陶瓷基板的制造方法。
背景技術：
作為金屬化陶瓷基板的制造方法，公知有同時焙燒法(同時燒成法)和后焙燒法(7卜7 r 4 7法X順序燒成法)。同時燒成法指的是通過在被稱為坯片(V》卜)的未燒成的陶瓷基板前體上形成金屬膏層來制作金屬化陶瓷基板前體，并將該金屬化陶瓷基板前體予以燒成的方法。在該方法中，坯片以及金屬膏層的燒成是同時進行的。后焙燒法指的是通過在燒成坯片所獲得的陶瓷基板上形成金屬膏層來制作金屬化陶瓷基板前體，并將該金屬化陶瓷基板前體予以燒成的方法。在此方法中，坯片以及金屬膏層的燒成是依次進行的。任一種方法都能夠在陶瓷基板上形成金屬化圖案，而由此所獲得的基板主要是作為用于搭載電子零件的基板來使用的。在用于搭載電子零件的基板中，隨著所搭載的零件變小，要求金屬化圖案進一步高精度化、高精細化，而以往的制造方法處于無法充分地滿足這樣的要求的狀況。例如，在利用同時燒成法所進行的形成配線的情況下，在燒成時坯片易于不均勻地收縮，例如在燒結正方形的坯片的情況下，雖然程度微小，但是各邊的中央部分以向內側彎曲的方式產生收縮，基板變形成為星形，因此，在使多個相同形狀的金屬化圖案形成在I張坯片上的情況下，根據形成有圖案的部位不同，圖案的形狀無可避免地產生微小的變形。另一方面，在利用后焙燒法所進行的形成金屬化圖案的情況下，通過在陶瓷基板上直接涂布導電膏并進行干燥之后，進行燒成而形成金屬化圖案。在燒結(燒成)導電膏層時，導電膏層在厚度方向上收縮，但幾乎不會產生平面方向上的收縮，因此不會產生如在同時燒成法中所看到的那樣的根據位置不同而產生圖案形狀變化的問題。但是，在后焙燒法中，即使按目標電路圖案的形狀來涂布金屬膏，在燒結前，金屬膏有時也會流出或滲出，從而在進行圖案的細微化上形成障礙。這是因為，在產生有金屬膏的“流出”、“滲出”的情況下，在所獲得的金屬化陶瓷基板的配線間有時會引發短路，從而降低了可靠性。通常，在后焙燒法中，形成金屬化圖案間的間隙(通常，也稱為空間)是50 y m左右的金屬化圖案已是極限。為了解決上述后焙燒法中的導電膏的流出以及滲出的問題，進行了以下提案。在專利文獻I中提出有電路形成法，即，在耐熱性基板上形成具有粘著性的感光性樹脂層，曝光電路圖案，待使曝光的部分的粘著性消失之后，使該基板與電路形成用顆粒相接觸并使該電路形成用顆粒附著在該基板上，而后進行燒成。在專利文獻2中提出有陶瓷電路基板的制造方法，S卩，利用導電膏在涂布有脫模劑的樹脂薄膜上形成第I電路，將該第I電路轉印到涂布有熱可塑性樹脂的陶瓷基板表面上，而后進行燒成。
在專利文獻3中提出有陶瓷電路基板的制造方法，S卩，將銅導體膏印刷在由陶瓷構成的基板上，在經燒成而形成銅導體電路之后，溶解去除產生在該電路邊緣上的銅導體的滲出部分，將邊緣進行銳化處理。另外，在專利文獻4中提出有金屬化陶瓷基板的制造方法，S卩，在陶瓷基板上形成陶瓷膏層，并在該陶瓷膏層上形成導電膏層以制作基板前體，而后燒成該基板前體。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平5— 74971號公報專利文獻2 :日本特開平6— 85434號公報專利文獻3 :日本特開2002— 280709號公報專利文獻4 :國際公開第2006 / 064793號小冊子
發明內容
發明所要解決的問題但是，專利文獻I 3的方法工序較多，是非常費事的方法。另外，由于專利文獻4的方法同時燒成陶瓷膏層以及導電膏層，因此需要將燒成溫度設定為能夠燒結陶瓷的高溫。因此，形成導電膏的金屬的種類被限定為鎢等高熔點的金屬，在使用包含銅、銀等的金屬膏的情況下，不能夠采用該方法。由于在使用包含銅、銀等的金屬膏的情況下，受到燒成溫度的限制而不能夠采用同時燒成法，因此期望有利用后焙燒法的精細圖案形成方法。用于解決問題的方案本發明人等對于利用后焙燒法的精細圖案形成方法進行了認真的研究，其結果，獲得了以下的見解。(I)在后焙燒法中，在陶瓷基板上涂布金屬膏并進行燒成。但是，由于陶瓷基板不吸收溶劑，因此金屬膏會流出或滲出。(2)為了解決該問題，在陶瓷基板上形成吸收金屬膏中的溶劑的層(溶劑吸收層)。(3)需要將該溶劑吸收層設為燒成時會分解并消失的層。由此，能夠確保金屬化圖案與陶瓷基板間的粘附性。(4)在使用鎢膏的情況下，由于燒成溫度為高溫，因此無論利用何種有機樹脂來形成溶劑吸收層，該溶劑吸收層在燒成時都會分解、消失。與此相對，在使用銅膏、銀膏或銅-銀合金膏的情況下，由于燒成溫度為較低的低溫，因此需要使用在這樣的溫度下分解、消失的溶劑吸收層。(5)特別是在使用了銅膏的情況下，需要在非氧化性氣氛下進行燒成。另外，在為了提高陶瓷基板與金屬化圖案間的粘附性而使用了含有鈦的金屬膏的情況下，需要在真空下進行燒成。因此，需要使用在這樣的條件下分解、消失的溶劑吸收層。(6)為了賦予溶劑吸收層充分的溶劑吸收能力，需要使用含有規定粒徑的樹脂顆粒的樹脂分散液來形成具有空隙的溶劑吸收層。(7)由于在使用銅膏或含有鈦的金屬膏的情況下，需要在非氧化性氣氛下進行燒 成，因此有可能會產生有由溶劑吸收層所導致的碳殘渣。因此，在需要對金屬化圖案施加鍍敷^ 7的情況下，需要在鍍敷前去除該碳殘渣。
基于以上的見解，本發明人等完成了以下發明。另外，為了易于理解本發明，以括號附注附圖的附圖標記，但是本發明并非由此就被限定為圖示的形態。本發明是一種金屬化陶瓷基板(100)的制造方法，該制造方法包括在陶瓷基板
(10)上形成有機底層(20)的第一工序；在該有機底層(20)上形成金屬膏層(30)以制作金屬化陶瓷基板前體(50)的第二工序；以及燒成該金屬化陶瓷基板前體(50)的第三工序，有機底層(20)是吸收金屬膏層(30)中的溶劑并在燒成金屬膏層(30)的溫度下熱分解的層。在本發明中，有機底層(20)的厚度優選0. Ium以上l.Oiim以下。在本發明中，用于形成金屬膏層(30)的金屬膏優選是銅膏、銀膏、銅-銀合金膏、鶴膏中的任一種。 在本發明中，在作為用于形成金屬膏層(30)的金屬膏使用了銅膏的情況下，優選將有機底層(20)設為丙烯酸類樹脂(7 ”力樹脂)層。另外，優選利用含有粒徑0.05以上0. 80 y m以下的丙烯酸類顆粒的樹脂分散液來形成丙烯酸類樹脂層。在此，在本發明中，“粒徑”指的是利用動態光散射法測量時的中值粒徑的意思。在本發明中，在對所形成的金屬化圖案(40)上施加鍍敷的情況下，優選在鍍敷前蝕刻所獲得的基板(100)。發明效果采用本發明的金屬化陶瓷基板(100)的制造方法，由于在陶瓷基板(10)上形成有機底層(20)之后,在該有機底層(20)上形成金屬膏層(30),因此有機底層(20)吸收金屬膏層(30)中的溶劑。由此，能夠防止金屬膏流出或滲出，因此能夠制造金屬化圖案(40)彼此的間隔(空間)較窄的、具有精細圖案的金屬化陶瓷基板(100)。另外，由于有機底層(20)在燒成時熱分解而消失，不會阻礙金屬化圖案的粘附性，因此，能夠制造金屬化圖案(40)的粘附性良好的金屬化陶瓷基板(100)。
圖I是表示本發明的金屬化陶瓷基板(100)的制造方法的概略的概念圖。圖2是擴大了實施例I中所獲得的金屬化陶瓷基板上的十字圖案的圖。圖3是擴大了比較例I中所獲得的金屬化陶瓷基板上的十字圖案的圖。
具體實施例方式本發明的金屬化陶瓷基板的制造方法是具有以下工序的方法在陶瓷基板上形成有機底層的第一工序；在該有機底層上形成金屬膏層以制作金屬化陶瓷基板前體的第二工序；以及燒成該金屬化陶瓷基板前體的第三工序。圖I示出表示本發明的制造方法的概要的概念圖。<第一工序>在第一工序中，在陶瓷基板10上形成有機底層20。(陶瓷基板10)作為陶瓷基板10，并沒有特別地加以限制，能夠使用在構成材料中具有公知的陶瓷的基板。作為陶瓷基板10的構成材料的陶瓷，例如能夠使用(i)氧化鋁類陶瓷、氧化硅類陶瓷、氧化鈣類陶瓷、氧化鎂類陶瓷等氧化物類陶瓷；(ii)氮化鋁類陶瓷、氮化硅類陶瓷、氮化硼類陶瓷等氮化物類陶瓷；(iii)氧化鈹、碳化硅、模來石、硼硅酸玻璃等。其中，可優選使用(ii)氮化物陶瓷，由于氮化鋁類陶瓷的導熱性較高，因此可特別優選使用。作為本發明的制造方法中所使用的陶瓷基板10，出于易于取得、易于獲得所期望的形狀的理由，優選使用陶瓷燒結體基板，特別優選使用構成燒結體基板的陶瓷顆粒的平均粒徑是0. 5 ii m 20 ii m的陶瓷燒結體基板,更加優選使用該平均粒徑是I ii m 15 y m的陶瓷燒結體基板。另外，這樣的陶瓷燒結體基板能夠通過燒成如下的坯片而獲得，該坯片例如在構成材料中具有平均粒徑是0. I ii m 15 ii m，優選0. 5iim 5iim的陶瓷原料粉末。在該坯片中也可以含有燒結助劑、有機粘結劑等。作為燒結助劑，并沒有特別地加以限制，能夠對應陶瓷原料粉末的種類使用常用的燒結助劑。另外，作為有機粘結劑，使用聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素類、丙烯酸類樹脂類，出于使坯片的成形性良好這樣的理由， 特別優選使用聚甲基丙烯酸正丁酯、聚乙烯醇縮丁醛。從所獲得的燒結體的導熱性的觀點出發，優選使用將包含燒結助劑的氮化物陶瓷粉末作為陶瓷原料粉末來使用而形成的氮化物陶瓷用坯片，特別優選使用將包含燒結助劑(例如釔、氧化鈣)的氮化鋁粉末作為原料粉末來使用的氮化鋁用坯片。對于本發明所使用的陶瓷基板10的形狀，只要是具有能夠在該陶瓷基板10上形成有機底層20以及金屬膏層30的這樣的表面的基板，則并沒有特別地加以限定，即使是在板狀體或板狀體的一部分上實施了切削加工、穿孔加工的基板，或具有曲面的基板，也可以使用。另外，陶瓷基板10也可以具有通路孔(S卩，填充有導電體或金屬膏的貫穿孔)、內層配線。這樣的原料基板能夠通過使用了具有如上所述的結構的坯片的同時燒成法等容易地進行制造。陶瓷基板10的大小并沒有特別地加以限定，根據用途來適宜決定即可。例如，在其用途是作為用于搭載電子零件的基板的情況下，通常，將基板厚度設為0. Imm 2mm，優選設為0. 2mm Imm左右即可。另外，陶瓷基板10以改善形成有機底層20時與樹脂分散液間的潤濕性為目的，也可實施表面處理。例如，能夠實施通過氧等離子處理、電暈處理、UV臭氧處理等物理處理、堿蝕刻等化學處理進行的表面處理。在使用表面張力較高的水系樹脂分散液的情況下，特別優選上述表面處理。(有機底層20)在第一工序中，在陶瓷基板10上涂布樹脂分散液，并根據情況使所涂布的樹脂分散液干燥而形成有機底層20。需要將有機底層20設為如下的層，即，能夠吸收后述的金屬膏層30中的溶劑并且在燒成該金屬膏層30的溫度下熱分解的層。另外，為了提高溶劑吸收能力，優選有機底層20具有空隙。優選用于形成有機底層20的樹脂分散液構成為包含樹脂顆粒以及溶劑，且為樹脂顆粒不溶于溶劑而分散于溶劑中的狀態。作為樹脂顆粒，能夠使用丙烯酸類樹脂顆粒、苯乙烯樹脂顆粒、甲基丙烯酸酯類樹脂顆粒、烯烴類樹脂顆粒等。另外，作為溶劑，能夠使用甲醇、氯仿、甲苯等有機溶劑、水等。從不會使樹脂顆粒溶解的點出發，作為溶劑優選使用水，在作為樹脂顆粒使用了交聯樹脂顆粒等不溶解于有機溶劑的樹脂顆粒的情況下，從易于干燥的點出發，優選使用有機溶劑。由于從形成具有空隙的有機底層20的觀點出發，優選在樹脂分散液中為樹脂顆粒不溶解于溶劑而分散于溶劑中的狀態，因此從形成此種狀態的觀點出發，優選選擇樹脂顆粒以及溶劑的組合。在樹脂分散液中，也可以包含有通常所使用的分散劑等添加劑。另外，以提高有機底層20的膜強度以及在陶瓷基板10上的粘附性為目的，也可以添加可溶于所使用的溶劑中的有機粘結劑。相對于樹脂顆粒100質量份，優選添加有機粘結劑時的添加量是50質量份以下。在有機粘結劑的添加量過多的情況下，有機粘結劑填埋有機底層20內的空隙，因此有可能使有機底層20的溶劑吸收性變差。樹脂顆粒的粒徑并沒有特別地加以限定，優選0. 05 y m以上0. 80 y m以下，更加優選0. 08 y m以上0. 40 y m以下。若樹脂顆粒的粒徑過小，則所形成的有機底層20形成為致密的結構，有可能使溶劑吸收性劣化。相反地，若樹脂顆粒的粒徑過大，則有機底層20的厚度變厚，有可能無法達到所期望的厚度。另外，由于形成有機底層20的樹脂顆粒的表面積變小，因此有可能在溶劑吸收性上會產生劣化。另外，該粒徑是利用動態光散射法測量時的中值粒徑O 7 >徑)。 形成有機底層20時的涂布方法并沒有特別地加以限定，能夠采用浸潰涂敷、噴霧涂敷等涂敷法、絲網印刷、膠版印刷等印刷法等公知的涂布方法。其中，從能夠以較薄的膜厚均勻地涂布這一點出發，優選浸潰涂敷法。對于樹脂分散液中的樹脂顆粒的含有比率，根據所采用的涂布方法以及溶劑的種類調整為最佳的濃度即可。例如，在作為溶劑采用水，作為涂布方法采用浸潰涂布法的情況下，以樹脂分散液整體為基準(100質量％)，優選將樹脂顆粒的含有比率設為I質量％以上20質量％以下。另外，在使用添加劑的情況下，優選將添加劑的含有量設為5質量％以下。在作為后述的金屬膏使用了鎢膏、鑰膏等高熔點金屬膏的情況下，由于在高溫下進行燒成，因此有機底層20的種類并沒有特別地加以限定，只要是能夠吸收金屬膏層30中的溶劑的材料，形成為任意一種有機底層20均可。這是因為由于在高溫下進行燒成，因此無論是何種有機底層20均能夠使其分解、消失。在作為金屬膏使用了銀膏的情況下，與使用了上述高熔點金屬膏的情況相比，燒成溫度為低溫。作為能夠形成在該燒成溫度下也可分解、消失的有機底層20的樹脂顆粒，能夠列舉有丙烯酸類樹脂顆粒、苯乙烯樹脂顆粒。另外，在作為金屬膏層使用了銅膏的情況下，為了防止銅被氧化，燒成是在氮氣氛或真空下進行的。另外，在使用包含鈦的金屬膏的情況下，燒成是在真空下進行的。在上述情況下，作為能夠形成即使是在這樣的燒成條件下也可熱分解而消失的有機底層20的材料，作為樹脂顆粒優選使用丙烯酸類樹脂顆粒。在本發明的方法中，在涂布金屬膏而形成金屬膏層30之前，優選干燥有機底層20。由于通過蒸發去除有機底層20中所含有的溶劑從而更易于吸收涂布在有機底層20上的金屬膏所含有的溶劑，因此提高了防止金屬膏層30的流出、滲出的效果。該干燥能夠通過在空氣中將基板保持在60V 120°C的溫度下2分鐘 20分鐘左右來適當地進行。有機底層20的厚度優選0. I ii m以上I. 0 ii m以下，更加優選0. 2 y m以上0. 5 y m以下。若該厚度過薄，則有可能無法充分地吸收金屬膏層30中的溶劑，相反地，若該厚度過厚，則有可能使所形成的金屬化圖案的粘附性劣化。另外，在本發明中，有機底層20的厚度是通過將樹脂分散液涂布在陶瓷基板10上并干燥而使有機底層20中的溶劑揮發之后的厚度。<第二工序>
在第二工序中，在第一工序中所形成的有機底層20上形成金屬膏層30，從而制作金屬化陶瓷基板前體50。第二工序中的金屬膏層30的形成是通過以下方法來進行的，即，以規定的圖案將金屬膏涂布在形成在陶瓷基板10上的有機底層20上，并根據需要來進行干燥。由于下層的有機底層20吸收金屬膏層30中所含有的有機溶劑，因此抑制了所涂布的金屬膏層流出或滲出，從而能夠制作精細圖案。因而，采用包括這樣的金屬膏層30的形成工序在內的本發明的制造方法，例如，能夠以高成品率制造具有導電體線路(配線)間的間隔(空間)是SOym IOy m，優選是50 ii m 10 ii m,最優選是30 y m 15 y m的精細圖案的導電層(金屬化層)的金屬化陶瓷基板，進而能夠以聞成品率制造具有線路空間(9 -i 'y 7 'y Y % ^ 一 7 )優選是80 / 80 u m以下，更加優選是50 / 50 以下，特別優選是30 / 30 y m以下的精細圖案的金屬化層的 金屬化陶瓷基板。然后，在將這樣的金屬化陶瓷基板作為電路基板使用的情況下，該電路基板形成為在精細圖案上不存在電路的短路且可罪性聞的電路基板。另外，線路空間是X /Yum指的是能夠基本保持Yym的間隔來形成線寬Xym的多個導電體線路(配線)的意思。另外，金屬化圖案40不僅作為配線，也可以作為金屬化基板的識別標記(安裝時的對齊用標記)而形成，由于在利用本發明的方法形成識別標記的情況下，能夠清楚地識別標記的形狀，因此具有降低標記的誤認率這樣的優點。作為本發明中所使用的金屬膏，并沒有特別地加以限制，能夠使用由金屬粉末、有機粘結劑、有機溶劑、分散劑、增塑劑等成分構成的公知的金屬膏。作為金屬膏中所含有的金屬粉末，例如，可列舉有鎢、鑰、金、銀、銅、銅-銀合金等金屬粉末。其中，采用本發明，即使是在使用了包含金、銀、銅以及銅-銀合金的金屬膏的情況下，也可以制造利用以往的方法難以進行制造的、具有精細圖案的金屬化陶瓷基板。因此，本發明在此種情況下特別有效。在金屬膏中，也可以含有氫化鈦粉。在作為基板使用了氮化物陶瓷基板的情況下，通過使用包含氫化鈦粉的金屬膏，利用燒成在金屬化圖案40和氮化物陶瓷基板10之間形成氮化鈦層，由此，可提高金屬化圖案40的粘附性，因此在使用了難以提高陶瓷基板10與金屬化圖案40間的粘附性的金、銀、銅、銅-銀合金膏的情況下是有效的。以上述金、銀、銅、銅-銀合金粉末的總和為100質量份，作為氫化鈦粉的添加量，優選將其設為I質量份以上10質量份以下。作為金屬膏內所含有的有機粘結劑，并沒有特別地加以限制，能夠使用公知的粘結劑。例如，能夠將聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸類樹脂、甲基纖維素、羥甲基纖維素、硝化纖維素、乙酸丁酸纖維素等纖維素類樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、聚氯乙烯等含乙烯基樹脂、聚烯烴等烴樹脂、聚環氧乙烷等含氧樹脂等的一種或兩種以上混合而使用。作為金屬膏中所含有的有機溶劑，并沒有特別地加以限制，能夠使用公知的有機溶劑。例如，能夠使用甲苯、醋酸乙酯、萜品醇、丁基卡必醇醋酸酯、TEXAN0L等。作為金屬膏中所含有的分散劑，并沒有特別地加以限制，能夠使用公知的分散劑。例如，能夠使用磷酸酯類、聚羧酸類等分散劑。作為金屬膏中所含有的增塑劑，并沒有特別地加以限制，能夠使用公知的增塑劑。例如，能夠使用鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、己二酸二辛酯等。
金屬膏含有上述金屬粉末、有機粘結劑以及有機溶劑。另外，本發明的方法特別地發揮了效果的是使用了如下金屬膏時的情況，即，通過制備金屬粉末、有機粘結劑以及有機溶劑的量，使在轉速為5rpm、25°C的條件下以螺旋式粘度計測量的粘度優選是50Pa s 350Pa s，更加優選是IOOPa s 300Pa S，特別優選是150Pa s 250Pa S。由于具體的有機粘結劑以及有機溶劑的量的最佳值根據金屬膏的涂布方法、所獲得的金屬化陶瓷基板的用途、使用的金屬粉的種類、形狀、有機粘結劑以及有機溶劑的種類不同而有所不同，因此不籠統地進行限定。但是，在滿足上述粘度范圍的情況下，包含有機粘結劑以及有機溶劑的金屬膏易于涂布且能夠提高生產率。 然后，在使用包含有機粘結劑以及有機溶劑的上述粘度范圍內的金屬膏的情況下，通過設置有機底層而使防止金屬膏流出、滲出的效果更加顯著。另外，也可以在上述金屬膏中包含其他的公知的添加劑(例如分散劑、增塑劑)。例如，能夠利用絲網印刷、滾壓印刷(力 > > 夕' 一印刷)、移轉印刷F印刷)等公知的方法來涂布金屬膏。所形成的金屬膏層30的厚度并沒有特別地加以限定，通常是111111 10011111，優選是511111 3011111。另外，金屬膏層30的厚度是通過將金屬膏涂布在有機底層20上并干燥而使金屬膏層30中的溶劑揮發之后的厚度。在涂布金屬膏來形成金屬膏層30時，也可以重復重疊涂布金屬膏而使其層疊。此時，既可以在涂布了金屬膏之后使其干燥，而后再次涂布并干燥金屬膏，也可以在重復涂布了金屬膏之后，統一干燥多層金屬膏。另外，所層疊的金屬膏層的種類既可以是與下層相同的種類的膏，也可以是不同于下層的種類的膏。在本發明的方法中，通過燒成在陶瓷基板10上形成了有機底層20以及金屬膏層30的金屬化陶瓷基板前體50 (第三工序)，能夠獲得作為本發明中的制造物的金屬化陶瓷基板100，但是根據需要，也可以在燒成前進行脫脂。脫脂是在氧、空氣等氧化性氣體、或氫等還原性氣體、氬、氮等非活性氣體、二氧化碳以及這些的混合氣體、或混合了水蒸氣的加濕氣體氣氛中，通過熱處理金屬化陶瓷基板前體50來進行的。另外，熱處理條件可以根據金屬化陶瓷基板前體50中所含有的有機成分的種類、量，從溫度250°C 1200°C、保持時間1分鐘 1000分鐘的范圍內適當選擇即可。<第三工序>在第三工序中，燒成上述制作的金屬化陶瓷基板前體50。燒成是根據所使用的金屬膏的種類(更加具體地說，是金屬膏中的金屬粉末的種類)，適當采用通常所采用的條件來進行的。例如，在使用了鎢膏或鑰膏等高熔點金屬膏的情況下，以1600°C 2000°C，優選1700°C 1850°C的溫度，燒成I小時 20小時，優選2小時 10小時即可。燒成氣氛是在氮氣等非氧化性氣體的氣氛下，以常壓來進行即可。在銀、或金膏的情況下，以750°C 950°C，優選800°C 900°C的溫度，燒成I分鐘 I小時，優選5分鐘 30分鐘即可。燒成氣氛是在空氣中，以常壓來進行即可。在銅膏的情況下，以750°C 1000°C，優選800°C 950°C的溫度，燒成I分鐘 2小時，優選5分鐘 I小時即可。燒成氣氛優選在氮氣等非氧化性氣體的氣氛下，或者在真空下進行燒成，在非氧化性氣體的氣氛下進行燒成的情況，以常壓來進行即可。另外，在為了提高金屬化圖案40與陶瓷基板10間的粘附性使用了含有鈦成分的金屬膏的情況下，燒成優選在真空下進行。由于在作為金屬膏使用了銀、金或銅膏、或這些的合金膏的情況下，如上所述，在較低溫下進行燒成，因此需要形成在這樣的溫度下分解、消失的有機底層20。其中，由于在使用了銅膏的情況下，如上所述，在非氧化性氣氛中進行燒成，因此優選利用在這樣的條件下分解、消失的丙烯酸類樹脂層來形成有機底層20。<第四工序以及第五工序>在形成了由易于氧化的銅或銅-銀合金所形成的金屬化圖案40的情況下，優選在金屬化圖案40的表面施加鍍敷。如使用了銅膏的情況那樣，在以較低溫且在非氧化性氣氛中進行上述第三工序中的燒成的情況下，有可能會產生由有機底層20所導致的碳殘渣。因此，在對金屬化圖案40上進行鍍敷的情況下，優選在進行了去除該碳殘渣的蝕刻工序(第四工序)之后，進行鍍敷工序(第五工序)。
蝕刻方法并沒有特別地加以限定，從處理效率、經濟性的點出發，優選采用濕蝕亥IJ，例如，作為蝕刻液，能夠使用堿溶液、高錳酸溶液等。鍍敷方法只要是針對以往的金屬化基板進行的方法，則并沒有特別地加以限定，作為鍍敷方法，可以是無電解鍍敷、電鍍中的任一種，另外，也可以是鍍鎳、鍍錫、鍍合金中的任一種。實施例〈實施例I>(有機底層的形成)將平均粒徑0. 15 的聚甲基丙烯酸甲酯顆粒(非交聯)100質量份與分散劑4. 5質量份一起添加到水800質量份中，邊照射超聲波邊進行I小時的攪拌，使聚甲基丙烯酸甲酯顆粒與分散劑分散在水中，從而制備丙烯酸類樹脂分散液。將厚度0. 64mm的氮化鋁燒結體基板(日本德山股份有限公司制，商品名稱SH-30)以基板的表面與樹脂分散液的液面相垂直的方式浸潰到所獲得的樹脂分散液中，接著，以恒定的速度緩慢地提起該基板，使樹脂分散液涂敷于基板表面，而后在80°C下干燥10分鐘，形成有機底層。此時，有機底層的膜厚為大致0. 3 u mo(金屬膏I的制備)使用研缽預混合平均粒徑是0. 3 y m的銅粉末15質量份、平均粒徑是2 U m的銅粉末82質量份、平均粒徑是5 u m的氫化鈦粉末3質量份、以及將聚甲基丙烯酸烷基酯溶解于萜品醇(夕一匕。才、才一 >)而得到的賦形劑(匕' 。>)，之后，使用三輥磨進行分散處理，從而制備金屬膏I。以7 A公司所制的螺旋式粘度計P⑶-2-1測定所制備的金屬膏I的粘度，結果，其粘度在轉速5rpm、25°C時是170Pa S。(金屬膏2的制備)使用研缽預混合平均粒徑是6 ii m的Ag-Cu合金粉末(BAg_8、組成銀72wt%-銅28wt%)、以及將聚甲基丙烯酸烷基酯溶解于萜品醇而得到的賦形劑，之后，使用三輥磨進行分散處理，從而制備金屬膏2。用上述粘度計測定所制備的金屬膏2的粘度，結果，其粘度在轉速 5rpm、25°C下是 230Pa S。(金屬化基板的制作)將上述制作的金屬膏I絲網印刷在形成了上述有機底層的氮化鋁燒結體基板上，形成線寬200 u m且線路間空間為40 ii m的條紋圖案，進而以100°C進行10分鐘干燥，形成第一膏層。接著，將上述制作的金屬膏2以與第一膏層重疊的方式絲網印刷為與金屬膏I相同的圖案，進而以100°C進行10分鐘干燥，形成第二膏層。接著，通過在真空中(真空度4X KT3Pa 8X I(T3Pa),以850°C進行30分鐘燒成，獲得金屬化基板。與此不同地，使用線寬50 y m、長度200 u m的十字型圖案的絲網版，以同樣的方法制作金屬化基板。(圖案的滲出的評價)對于如上所述所獲得的基板，在以觀測設備^-一 7)測量了條紋圖案間的空間寬度之后，該寬度為40 y m，且幾乎未見圖案的滲出。另外，以視頻顯微鏡觀察形成有十字型的金屬化層的表面。在圖2中表示該照片。如圖2所示，得知形成了滲出較少的金屬化圖案。<實施例2 >使用實施例I中的丙烯酸類樹脂分散液，在厚度0. 64mm的氮化鋁燒結體基板(日本德山股份有限公司制，商品名稱SH-30)上形成有機底層。此時，通過調整從丙烯酸類樹脂分散液中提起基板的速度，使有機底層的膜厚為0. 8 y m，除此之外，與實施例I相同地形成有機底層。之后，與實施例I相同地制作金屬化基板并進行評價。此時，條紋圖案間的空間寬度為40 u m，基本沒有看到圖案的滲出。<實施例3 >將平均粒徑是0.09 的聚甲基丙烯酸甲酯顆粒(非交聯)100質量份分散于水800質量份中來制備丙烯酸類樹脂分散液。將厚度0. 64mm的氮化鋁燒結體基板(日本德山股份有限公司制，商品名稱SH-30)以基板的表面與樹脂分散液的液面相垂直的方式浸潰到所獲得的樹脂分散液中，接著，以恒定的速度緩慢地提起該基板，使樹脂分散液涂敷于基板表面，而后在80°C下干燥10分鐘，形成有機底層。此時，有機底層的膜厚為大致0. 3 ii m。之后，與實施例I相同地制作金屬化基板并進行評價。此時，條紋圖案間的空間寬度為40 ym，基本沒有看到圖案的滲出。<比較例1>除了在氮化鋁燒結體基板上未形成有機底層之外，其余均與實施例I相同地來制作金屬化基板。對于所獲得的基板，在以觀測設備測量了金屬化圖案間的空間的寬度之后，該寬度為28 ym，因圖案的滲出而形成比所期望的空間的40 狹窄得多的寬度。另外，以視頻顯微鏡觀察形成有十字型的金屬化層的表面。在圖3中表示該照片。如圖3所示，因圖案滲出而造成了較大的變形。產業上的可利用件利用本發明的制造方法所制造的金屬化陶瓷基板100能夠作為用于搭載電子零件的基板來使用。附圖標記說明10、陶瓷基板；20、有機底層；30、金屬骨層；40、金屬化圖案；50、金屬化陶瓷基板前體；100、金屬化陶瓷基板。
權利要求
1.一種金屬化陶瓷基板的制造方法，其中，該制造方法包括 在陶瓷基板上形成有機底層的第一工序； 在該有機底層上形成金屬膏層以制作金屬化陶瓷基板前體的第二工序；以及 燒成該金屬化陶瓷基板前體的第三工序， 所述有機底層是吸收所述金屬膏層中的溶劑并在燒成金屬膏層的溫度下熱分解的層。
2.根據權利要求I所述的金屬化陶瓷基板的制造方法，其中， 所述有機底層的層厚是0. I ii m I. O ii m。
3.根據權利要求I或2所述的金屬化陶瓷基板的制造方法，其中， 用于形成所述金屬膏層的金屬膏是銅膏、銀膏、銅-銀合金膏、鎢膏中的任一種。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的金屬化陶瓷基板的制造方法，其中， 用于形成所述金屬膏層的金屬膏是銅膏，所述有機底層是丙烯酸類樹脂層。
5.根據權利要求4所述的金屬化陶瓷基板的制造方法，其中， 所述丙烯酸類樹脂層是由含有粒徑0. 05 y m 0. 80 y m的丙烯酸類顆粒的樹脂分散液形成的。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的金屬化陶瓷基板的制造方法，其中，該制造方法進而包括 蝕刻所獲得的基板的第四工序；以及在所形成的金屬化圖案上施加鍍敷的第五工序。
全文摘要
提供一種利用后焙燒法的精細圖案形成方法。金屬化陶瓷基板的制造方法包括在陶瓷基板上形成有機底層的第一工序；在該有機底層上形成金屬膏層以制作金屬化陶瓷基板前體的第二工序；以及燒成該金屬化陶瓷基板前體的第三工序，其中，有機底層是吸收金屬膏層中的溶劑并在燒成金屬膏層的溫度下熱分解的層。
文檔編號H05K1/09GK102742370SQ20118000839
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月21日 優先權日2010年3月2日
發明者高橋直人 申請人:株式會社德山